Оценка на корозионния ефект на еластомерите върху медта

Медта е широко ценена заради отличната си електрическа проводимост, топлопроводимост, пластичност и присъщата си устойчивост на корозия в сравнение с много метали като желязото. Въпреки това, тя корозира. Това е химическа или електрохимична реакция с околната среда и влияе върху външния ѝ вид, характеристиките и понякога структурната ѝ цялост. Корозията на медта обикновено образува защитен слой, но при определени условия може да причини проблеми.

Когато е изложена на въздух и влага, медта първоначално се окислява, образувайки тънък, червеникаво-кафяв слой меден оксид. С течение на времето, особено на открито или във влажна среда, той се трансформира в по-сложен, стабилен слой, наречен патина, чрез реакции с въглероден диоксид, серни съединения, кислород и други атмосферни елементи. Тази патина е изключително полезна: тя действа като бариера, значително забавяйки по-нататъшната корозия и защитавайки подлежащия метал. При повечето атмосферни условия скоростта на корозия остава много ниска, а патината повишава издръжливостта на материала, вместо да го уврежда.

Въпреки че патината е защитна в много случаи, корозията може да има вредни последици при определени условия:

• Загуба на материал и структурно отслабване: В агресивни среди (напр. киселинни води, почви с високо съдържание на хлориди или замърсен въздух), корозията може да стане локализирана, а не хомогенна. Видовете включват:
• Точковидна корозия: Дълбоки, локализирани дупки в тръбите, които могат да доведат до течове през малки дупки.
• Ерозионна корозия: Ускорена от високоскоростен турбулентен воден поток, тя премахва защитните филми и изтънява стените на тръбите.
• Галванична корозия: Когато медта влезе в контакт с по-малко благородни метали (например в смесени тръбопроводни системи), тя действа като катод и ускорява корозията на другия метал, но самата мед е по-малко увредена.
• Влошаване на свойствата: Прекомерната корозия намалява механичната якост, в някои случаи увеличава крехкостта и нарушава проводимостта, ако се образуват дебели изолационни слоеве. В електрически или термични приложения, дори малки повърхностни промени могат да повлияят на производителността.
• Отделяне на мед във водата (ВиК системи): Корозивната вода (ниско pH, мека вода, високо съдържание на хлориди/сулфати, застой) разтваря медта от тръбите и води до:
• Синьо-зелено обезцветяване на осветителните тела.
• Метален или горчив вкус в питейната вода.
• Високи нива на мед, които могат да надвишават здравните препоръки.
• Подпочвена/почвена корозия: В някои почви (високо съдържание на сулфати/хлориди, лош дренаж, влага) защитните филми се влошават, което води до ускорена ерозия.
• Други специфични ефекти: В биогоривата или маслата, корозията на медта (измерена чрез тестове с медни ленти) показва разграждане на горивото. В съоръжения за съхранение на ядрени отпадъци или морска среда, хлоридните йони могат да увеличат скоростта на корозия дори при ниски нива на кислород.

Като цяло, корозията на медта обикновено е самоограничаваща се и защитна, което я прави един от най-издръжливите метали за покриви, ВиК и електрически приложения. Проблеми възникват главно в агресивни или застояли условия и в тези случаи са необходими превантивни мерки (напр. пречистване на вода, покрития или избор на сплав).

Използват се различни методи за оценка на корозионния ефект на еластомерите - подобни на каучук полимери, често използвани в гарнитури, уплътнения или покрития - върху медта.

Еластомерите могат да бъдат податливи на корозия чрез отделяне на съединения като сяра, киселини, амини или халогени. Тези съединения реагират с медта, за да образуват оксиди, сулфиди или други корозивни странични продукти. Това е особено важно в приложения, където еластомерите влизат в контакт с медни компоненти, като например автомобилни, електрически или водопроводни системи. Оценката обикновено включва контролирани тестове за експозиция, последвани от количествена или качествена оценка.

Основните подходи са следните:

• Тестове за контактно излагане в контролирани среди: Тези тестове ускоряват корозията и осигуряват по-бързи резултати, като симулират реални условия, при които еластомерите са в директен контакт с мед. За ускорено тестване се използват корозивни среди, като например камера със солен спрей (стандарт ASTM B117) или 3-5% разтвор на натриев хлорид, за да се имитират морски или промишлени среди.

Оценяването се извършва, както следва:

• Визуална проверка: Използва се 5-степенна скала (0 без корозия, 1 много лека, напр. незначително обезцветяване), 2 лека точкова коррозия, 3 умерена, видима патина или отлагания, 4 силна, дълбока точкова коррозия, 5 екстремни, структурни повреди).
• Гравиметрично (измерване на загуба на тегло): Медните проби се претеглят преди и след излагане на корозията. Продуктите от корозия се почистват с мека киселина, изсушават се и се изчислява загубата на маса. Високата загуба показва висока степен на корозия.
• Промени в размерите: Дебелината на еластомера се измерва преди и след, за да се провери за подуване или деформация. Това може да е свързано с проникването на агресивни съединения.
• Електрохимични методи: Те предоставят количествени данни за кинетиката на корозия и са подходящи за прецизни лабораторни оценки.
• Електрохимична импедансна спектроскопия: Медно-еластомерните сглобки се потапят в електролит. Използва се триелектродна схема: мед като работен електрод, платина като противоелектрод и сребро/сребърен хлорид като референтен електрод. Прилага се малко променливо напрежение в честотния диапазон преди и след експозицията. По-ниското поляризационно съпротивление показва по-висока скорост на корозия поради еластомерния ефект.
• Потенциалодинамична поляризация: Това е установка, подобна на електрохимичната импедансна спектроскопия. Тестът се извършва със и без контакт с еластомер. По-високата плътност на тока означава, че еластомерът корозира по-бързо. За медни сплави се следва стандартът ASTM G61.
• Сканираща Келвинова сонда: С помощта на микрополева електрохимична работна станция, медната повърхност се сканира преди и след излагане на еластомер. Измерват се разликите във волтовия потенциал, за да се картографират зоните на корозия.
• Стандартизираните тестове, специфични за еластомери върху мед, са следните:
• VW PV 3976 Устойчивост на износване на гланцови повърхности в интериора на превозни средства.
• ASTM E478 Стандартни методи за изпитване на химичен анализ на медни сплави.
• Стандартна практика ASTM G38 за подготовка и използване на образци за изпитване на корозия под напрежение с C-образен пръстен

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и съдействайки за установяването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги на бизнеса за оценка на корозивните ефекти на еластомерите върху медта.